Antriebe, die ohne bewegte mechanische Teile auskommen, sind vom Prinzip her interessant, da geringer Verschleiß und wenig Lärmbelästigung zu erwarten sind.
Der magnetohydrodynamische Antrieb (MHD-Antrieb) eines Bootes nutzt die Kraft auf bewegte Ladungsträger, sowie die Leitfähigkeit von Salzwasser zum Antrieb. Dabei kommt der MHD-Antrieb ohne Schiffsschraube oder Turbine aus.
In der beiden Abbildungen ist das Grundprinzip des Antriebs dargestellt:
•Mit Hilfe eines Elektromagneten, der eine supraleitende Spule besitzt, wird ein sehr starkes Magnetfeld erzeugt.
•Die beiden Platten werden an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen, so dass ein Strom - senkrecht zum Magnetfeld - durch das Meerwasser fließen kann.
Erkläre, wie eine solche Anordnung zur Fortbewegung des Bootes führt.
Hinweis: Ein Video mit einem einfachen Experiment zu diesem Phänomen findest du unter https://youtu.be/2GORjGnZMss
Durch das Meerwasser zwischen den Platten fließt ein Strom, da es sich bei Salzwasser um einen Leiter handelt. Es bewegen sich also Ladungsträger senkrecht zu einem Magnetfeld \(\vec{B}\). Auf solche bewegte Ladung im Magnetfeld wirkt die sog. Lorentzkraft.
Die Richtung der Lorentzkraft kannst du mit der Drei-Finger-Regel der rechten Hand ermitteln.
Daumen: Strom (technische Richtung)
Zeigefinger: Magnetfeld von unten nach oben.
Mittelfinger: Kraft in die gezeichnete Richtung.
Diese Kraft sorgt dafür, dass das Meerwasser aus der Antriebseinheit ausgestoßen wird. Die Antriebseinheit wirkt also mit einer Kraft auf das Wasser. Im Gegenzug bewirkt das Wasser nach dem Wechselwirkungsgesetz (Newton III) eine Kraft auf die Antriebseinheit und damit auf das Boot. Somit kommt es zum Vortrieb des Bootes.
